Значение Николая Жуковского для отечественной и мировой авиации трудно переоценить. Он создал фундаментальные научные труды, которые заложили основы современной аэродинамики и авиационной техники. Благодаря сочетанию глубоких научных знаний и инженерного подхода Жуковский в прямом смысле дал человечеству крылья, научил нас летать.
Сегодня отмечается 178 лет со дня рождения «отца российской авиации».
На пути к мечте
Николай Егорович Жуковский родился 17 января 1847 года в селе Орехово Владимирской губернии в мелкопоместной дворянской семье. Его отец, Егор Иванович, был по образованию инженером-путейцем. Скорее всего, он и привил сыну любовь к технике, естественным наукам и стремление к исследовательской деятельности.
В 1864 году Николай Жуковский окончил в Москве гимназию с серебряной медалью и поступил в Московский университет на физико-математический факультет. Окончив университет в 1868 году, он попробовал осуществить свою мечту и поступить в Институт путей сообщения в Санкт-Петербурге, однако, не проучившись и года, оставил учебу и вернулся в родное поместье восстанавливать здоровье, подорванное неподходящим климатом.
В 1870 году Жуковский возвращается в Москву и занимает должность преподавателя физики во 2-й женской гимназии. Успешно сдав магистерские экзамены, он получает право преподавать в высших учебных заведениях. С 1872-го занимает должность преподавателя математики в Московском техническом училище, а в 1886 году становится одновременно профессором Московского университета. При этом педагогическая деятельность не помешала Николаю Егоровичу заниматься наукой.
Первые успехи в науке
В 1876 году Жуковский опубликовал свою первую научную работу, посвященную закономерностям распределения скоростей и ускорений в жидкостях. Изучением законов движения в жидкостях Николай Егорович продолжит заниматься и дальше, написав за всю жизнь более 40 научных работ по гидродинамике. Научные исследования Жуковского легли в основу курса лекций по гидродинамике и стали базой для развития этого раздела механики как в России, так и во всем мире.
Однако научное творчество Жуковского носило не только теоретический характер, оно всегда основывалось на практических исследованиях и было направлено на решение реальных проблем. Занимаясь вопросами водоснабжения больших городов, Николай Егорович исследовал причины возникновения водопроводных аварий в Москве. Полученные им формулы связали скорость течения, давление, плотность и радиус трубы со временем и расстоянием рассматриваемого сечения от выбранного начала координат. Они до сих пор являются основными при расчетах нагрузки на водопровод и в случае неполадок позволяют определить место аварии дистанционно, еще до выхода воды на поверхность.
Открытия в области движения жидкостей оказались важны не только при организации систем водоснабжения. Работы Жуковского по вопросам фильтрации до сих пор с успехом применяются в нефтедобыче.
Теория гидравлического тарана Жуковского, основанная на явлении гидравлического удара, помогла создать гидротаранный насос, позволяющий добывать воду там, где нет электричества. Энергию для работы насос получает из потока воды. При внезапной остановке потока жидкости в жесткой трубе происходит резкое повышение давления, и вода поднимается на поверхность.
Однако интересы Жуковского не ограничивались только гидромеханикой. В 1885 году была опубликована выдающаяся работа «О движении твердого тела, имеющего полости, наполненные однородной капельной жидкостью». В ней описан общий метод решения задач о движении твердых тел с полостями произвольной формы. Выводы Николая Егоровича спустя годы были использованы при расчетах движения ракет с баками, наполненными жидким горючим и окислителем.
«Человек полетит, опираясь на силу своего разума»
Конец XIX века, весь мир охвачен страстью к полетам. Жуковского управляемый полет интересует прежде всего с научной точки зрения. В отличие от своих современников, братьев Райт и Отто Лилиенталя, которые проверяли свои идеи на практике, Николай Егорович посвятит себя теории авиации, так ни разу и не поднявшись в воздух на самолете. Подъем на воздушном шаре на Всемирном воздухоплавательном конгрессе в Париже убедит ученого в том, что высота — не для него.
Профессор Н.Е. Жуковский с учениками в аэродинамической лаборатории ИМТУ
Однако Жуковский пристально следит за разработками в области строительства летательных аппаратов во всем мире, переписывается с авиаконструкторами и испытателями. Для обмена опытом посещает лабораторию Отто Лилиенталя и привозит в Россию его планер. Исследовать принципы полета Жуковский продолжит до конца жизни. Теории авиации и аэродинамике посвящено около 50 работ ученого.
В них подробно изложены основные принципы аэродинамики и сформулированы ее важнейшие закономерности. Фактически Жуковский положил начало конструированию летательных аппаратов с использованием расчетных методов, которые затем проверялись экспериментально. В XX веке многие ученые и инженеры из разных стран внесли свой вклад в развитие аэродинамики, однако влияние Жуковского оказалось настолько значимым, что его работы продолжают служить основой для современных разработок, на них базируются все учебники по теории авиации.
Работа для неба
Первая фундаментальная работа ученого по динамике полета «О парении птиц», опубликованная в 1891 г., посвящена выводу основных уравнений динамики для центра тяжести планирующего тела и эволюции траектории при различных условиях движения воздуха. В ней Жуковский в том числе теоретически обосновал возможность так называемой мертвой петли. Спустя 21 год эта фигура высшего пилотажа была исполнена летчиком Нестеровым.
В 1905 году Жуковский представляет на заседании Математического общества доклад «О присоединенных вихрях». Эта работа заложила теоретическую основу определения подъемной силы крыла самолета. Жуковский разработал математическую модель, с помощью которой можно было рассчитывать подъемную силу, создаваемую крыльями летательного аппарата. Он использовал теорему о движении инкомпрессируемых потоков и применил методы комплексного анализа для изучения воздушных потоков, что позволило ему рассчитать подъемную силу для различных форм крыльев.
Жуковский c членами воздухоплавательного кружка ИМТУ
В 1908 году Жуковский создает Воздухоплавательный кружок ИМТУ (Императорское Московское техническое училище, ныне МГТУ им. Баумана), объединив вокруг себя учеников и единомышленников, энтузиастов воздухоплавания. Многие из них впоследствии стали известными конструкторами и организаторами авиации: А.Н. Туполев, Б.С. Стечкин, Б.Н. Юрьев и другие.
Чуть позже в том же ИМТУ Жуковский организует аэродинамическую лабораторию, где создаются условия для новых исследований, результатом которых в 1911 году стала новая работа по аэродинамике. В ней ученый определил два класса теоретических профилей крыла. Метод определения положения центра давления, который разработал Жуковский, и сегодня играет ключевую роль в расчетах устойчивости самолета.
В 1912 году начинаются исследования Жуковского по вихревой теории гребного винта. На основе этой теории сегодня проектируют и строят пропеллеры большинства современных винтовых и турбовинтовых самолетов. А винты с инициалами ученого «НЕЖ» производились и имели успех.
Начинается Первая мировая война, и в 1914-1915 годах Николай Егорович проводит первые в России аэродинамические исследования авиационных бомб.
После революции Жуковский находит аргументы, чтобы убедить советское правительство продолжить развитие авиации в стране, и проявляет свой организаторский талант. Под его руководством открываются ведущие учебные и исследовательские авиационные институты. Так, 1 декабря 1918 года в Москве был создан ЦАГИ — Центральный аэрогидродинамический институт, где Жуковский становится председателем научной коллегии.
Жуковский c членами воздухоплавательного кружка ИМТУ
В 1920 году Жуковский назначен ректором Института инженеров Красного воздушного флота. Ныне это Военно-воздушная академия имени Жуковского.
Николай Егорович Жуковский ушел из жизни 17 марта 1921 года, оставив после себя впечатляющее научное наследие. Его ученики продолжили развитие научного прогресса в России, а его работы находят отражение в новых исследованиях и открытиях российских ученых и инженеров. Имя Жуковского носят подмосковный наукоград, аэропорт, несколько научных и учебных организаций и даже кратер на Луне. Возможно, это самый символичный памятник человеку, посвятившему свою жизнь полету, и ученому, чьи идеи изменили мир.
Свежие комментарии